JP2000329141A - Bearing structure having conducting mechanism - Google Patents

Bearing structure having conducting mechanism

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JP2000329141A
JP2000329141A JP11141512A JP14151299A JP2000329141A JP 2000329141 A JP2000329141 A JP 2000329141A JP 11141512 A JP11141512 A JP 11141512A JP 14151299 A JP14151299 A JP 14151299A JP 2000329141 A JP2000329141 A JP 2000329141A
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Japan
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bearing
side member
rotation
rotating
bearing structure
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JP11141512A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Komura
修 小村
Makoto Otsuki
誠 大槻
Kaoru Murabe
馨 村部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing structure with a non-contact rotation capable of certainly escaping an static electricity generated at a rotation side member to a fixed side member. SOLUTION: A magnetic fluid 13 is interposed between a rotation side member and a fixed side member constituting a bearing on a rotation center axis or therearound such that a relative rotation speed is minimized between both members or at an area where a stream of suction or discharge of a gas required for a dynamic pressure generation of a bearing does not exist or can be neglected. The static electricity generated at the rotation side member is gradually conducted to the fixed side member. As another embodiment, a portion or a whole of a bearing portion constitution element is made of conductive ceramics with an excellent anti-abrasion property such as Al2O3-30 vol.% TiC, TiB2, Si3N4-30 vol.% TiN. The static electricity is escaped by a contact between these elements at the time of rotation stopping.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクな
どの小型記憶装置や、バーコード・リーダの駆動などに
供されるスピンドルモータの軸受構造に関するもので、
特に静電気を逃がすための導通機構を有する軸受構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing structure for a spindle motor used for driving a small storage device such as a hard disk or a bar code reader.
In particular, the present invention relates to a bearing structure having a conduction mechanism for releasing static electricity.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスクなどの小型記憶装置や、
バーコード・リーダの駆動などに供されるスピンドルモ
ータでは、小型、高精度、高回転が要求されるため、そ
の軸受には従来からのボールベアリングに対して、より
安定した回転が得られる動圧軸受が使用される傾向にな
ってきている。中でも動圧気体軸受は、相対回転する部
材間で発生する気体動圧を軸受として利用し、軸受部材
間では非接触の状態での回転となるため、より高速の回
転が可能となり、また液体動圧に比べて取扱いが容易で
あることなどの優位点を有する。
2. Description of the Related Art Small storage devices such as hard disks,
Spindle motors used for driving bar code readers, etc., require small size, high precision, and high rotation, and their bearings require a dynamic pressure that provides more stable rotation than conventional ball bearings. Bearings are becoming used. Above all, the dynamic pressure gas bearing uses the gas dynamic pressure generated between the relatively rotating members as a bearing, and rotates in a non-contact state between the bearing members, so that a higher speed rotation is possible, and the liquid dynamic It has advantages such as easy handling compared to pressure.

【0003】しかしながら、前記のような非接触状態で
回転する気体軸受の欠点は、回転側部材が空気摩擦など
の影響で静電気を発生させることがあるが、この回転側
部材は固定側部材と非接触であるためにこの静電気を軸
受固定部材側に逃がすことができず、したがってこの静
電気により回転部材側に搭載される記録メディアと情報
の書き込み、読み取りを行うヘッドとの間で放電が発生
するなどして、これらの機器に損傷を与える虞があるこ
とである。
However, a disadvantage of the gas bearing that rotates in a non-contact state as described above is that the rotating member may generate static electricity due to the influence of air friction or the like. Due to the contact, the static electricity cannot be released to the bearing fixing member side. Therefore, the static electricity causes a discharge to occur between the recording medium mounted on the rotating member side and the head for writing and reading information. As a result, there is a risk of damaging these devices.

【0004】このような気体軸受であっても、回転が停
止したときには軸受部を構成する回転側部材と固定側部
材とが接触するため、これら両部材が導電性材料であれ
ば、その接触時に静電気を逃がすことは可能である。し
かしこれらの部材が、例えば非導電性セラミックスなど
の材料であれば、たとえ停止時に両部材が接触しても前
記静電気を逃がすことができず、又両部材が導電性材料
であっても、非接触の稼動が長時間継続して静電気が蓄
積されるような場合には、上述と同様な問題を起こす。
[0004] Even in such a gas bearing, when rotation stops, the rotating side member and the fixed side member constituting the bearing portion come into contact with each other. It is possible to discharge static electricity. However, if these members are made of a material such as non-conductive ceramics, the static electricity cannot be released even when both members come into contact with each other at the time of stoppage. If the operation of the contact continues for a long time and the static electricity is accumulated, the same problem as described above occurs.

【0005】特開平11−55916号公報には、上記
問題を回避するための手段を開示しており、その内容を
図4に示す。図において41はハウジングで、このハウ
ジング41には42のシャフトが固定されており、その
シャフト42に対して43のロータハブが嵌装され、こ
のロータハブ43の外周面には図示しないハードディス
クが搭載される。前記シャフト42には固定側ラジアル
軸受44が、又前記ロータハブ43には回転側ラジアル
軸受45が固定され、この両者が所定の間隙を設けて対
向している。図の46と47とはスラスト軸受で、前記
固定側ラジアル軸受44の下端面及び上端面にそれぞれ
所定の間隙を設けて対向している。48はステータ、4
9はロータ磁石である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-55916 discloses a means for avoiding the above problem, and FIG. 4 shows the contents thereof. In the figure, reference numeral 41 denotes a housing. A 42 shaft is fixed to the housing 41. A 43 rotor hub is fitted to the shaft 42, and a hard disk (not shown) is mounted on an outer peripheral surface of the rotor hub 43. . A fixed-side radial bearing 44 is fixed to the shaft 42, and a rotating-side radial bearing 45 is fixed to the rotor hub 43. Both of them are opposed to each other with a predetermined gap. Numerals 46 and 47 in the figure denote thrust bearings, which are opposed to each other at predetermined lower and upper end surfaces of the fixed-side radial bearing 44, respectively. 48 is a stator, 4
9 is a rotor magnet.

【0006】このように構成されたスピンドルモータの
動作は、ステータ48のコイルに通電されるとステータ
48とロータ磁石49との間に回転駆動力が発生、これ
によってロータ磁石49が取り付けられたロータハブ4
3が回転する。この回転によってロータハブ43に固定
された回転側ラジアル軸受45が回転し、これと対向す
る固定側ラジアル軸受44との間にラジアル動圧が発生
し、同じく回転するスラスト軸受46及び47と、これ
に対向する固定側ラジアル軸受44の下端面及び上端面
との間でそれぞれスラスト動圧が発生するため、これに
よってロータハブ43及びこれに固定された部材は、シ
ャフト42及びその他の固定側部材に対して非接触で回
転するものとなる。
[0006] The operation of the spindle motor thus configured is such that when a coil of the stator 48 is energized, a rotational driving force is generated between the stator 48 and the rotor magnet 49, whereby the rotor hub to which the rotor magnet 49 is attached is attached. 4
3 rotates. Due to this rotation, the rotating radial bearing 45 fixed to the rotor hub 43 rotates, and a radial dynamic pressure is generated between the rotating radial bearing 45 and the fixed radial bearing 44 facing the rotating radial bearing 45. Since thrust dynamic pressure is generated between the lower end face and the upper end face of the opposed fixed-side radial bearing 44, the rotor hub 43 and the members fixed thereto are fixed to the shaft 42 and other fixed-side members. It rotates without contact.

【0007】前記非接触で回転する回転側部材に蓄積さ
れる静電気を逃がすため、この装置では、51の磁石及
び52の磁性板がロータハブ43に両者密着して取り付
けられ、前記磁性板52と前記シャフト42との対向す
る面の間に僅かなギャップが設けられ、そのギャップに
53の磁性流体を充填し、回転側部材と固定側部材との
間での静電気の通電を、両部材間に介在するこの磁性流
体53を通して確保するものである。
In order to release static electricity accumulated in the rotating member rotating in a non-contact manner, in this apparatus, the magnet 51 and the magnetic plate 52 are attached to the rotor hub 43 in close contact with each other, and the magnetic plate 52 and the magnetic plate 52 are fixed to each other. A slight gap is provided between the surface facing the shaft 42 and the gap is filled with a magnetic fluid 53, so that static electricity is supplied between the rotating member and the fixed member between the two members. This is ensured through the magnetic fluid 53.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平11−
55916号公報に開示された上記のような構成には問
題が残る。まず、この軸受を構成するラジアル動圧発生
部(44と45の間)及びスラスト動圧発生部(44と
46、及び44と47の間)には、動圧を発生させるた
めの空気の導通が必要で、その空気吸込み/吐出し口
は、図面上の矢印50で示すように、上端開口部及び下
部のロータハブ43とハウジング41にしかなく、した
がってこの動圧発生空気の流れが、図から明らかなよう
に前記磁性流体シール層を貫通することとなる。このた
め、軸受部の寸法諸元、軸受使用条件、使用されるシー
ル部材性質などによっては、前記流入する空気の貫通に
よって前記磁気流体シール層が破れ、磁気液体53が飛
散する可能性が考えられる。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The above-described configuration disclosed in Japanese Patent No. 55916 has a problem. First, the radial dynamic pressure generating section (between 44 and 45) and the thrust dynamic pressure generating section (between 44 and 46, and between 44 and 47) which constitute this bearing are connected to each other for the conduction of air for generating dynamic pressure. The air suction / discharge port is only located at the upper end opening and the lower rotor hub 43 and the housing 41 as shown by the arrow 50 in the drawing, and thus the flow of the dynamic pressure generating air is As will be apparent, it penetrates the magnetic fluid sealing layer. For this reason, depending on the dimensions of the bearing portion, the conditions of use of the bearing, the properties of the sealing member used, and the like, there is a possibility that the magnetic fluid sealing layer is broken by the penetration of the inflowing air and the magnetic liquid 53 is scattered. .

【0009】更に別の問題として、磁性流体によってシ
ールされる部分の軸受回転部材が、回転によってその周
速がある程度以上大きくなると、固定部材と回転部材の
間に充填される磁性流体の粘性抵抗が問題となり、この
抵抗の増大に伴ってトルクが増大し、その結果消費電力
が大きくなる。更には、粘性抵抗が発熱の原因ともなる
ことから、動圧気体軸受を使用することの利点が損なわ
れる結果ともなりかねない。
As another problem, when the peripheral speed of the bearing rotating member sealed by the magnetic fluid is increased to a certain degree or more by rotation, the viscous resistance of the magnetic fluid filled between the fixed member and the rotating member is reduced. The problem is that the torque increases with the increase in the resistance, and as a result, the power consumption increases. Furthermore, since the viscous resistance causes heat generation, the advantage of using a hydrodynamic gas bearing may be impaired.

【0010】そして、軸受部に耐摩耗性の高い一般に非
導電性のセラミックスが使用されるような場合には、回
転停止時の軸受部接触状態においても、回転側部材に蓄
積された静電気を固定側部材に逃がすことができない。
In the case where generally non-conductive ceramics having high wear resistance are used for the bearing portion, static electricity accumulated in the rotating member is fixed even when the bearing portion is in contact when the rotation is stopped. It cannot escape to the side member.

【0011】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、非接触回転を行う軸受にあって
も、回転中に回転側部材に発生する静電気を確実に固定
側部材に逃がす軸受構造を提供するものである。また、
回転停止時に両部材間が接触する状態において、その接
触による静電気の導通が可能であり、かつ耐摩耗性、剛
性の優れた軸受を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even in a bearing that performs non-contact rotation, static electricity generated in the rotating member during rotation is reliably applied to the fixed member. The present invention provides a relief bearing structure. Also,
It is an object of the present invention to provide a bearing which is capable of conducting static electricity due to the contact in a state where both members are in contact with each other when the rotation is stopped, and is excellent in wear resistance and rigidity.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、固定側部材と回転側部材とからなり、前記回転側部
材の回転時においては、前記固定側部材が前記回転側部
材を非接触状態で支承する軸受構造において、前記両部
材間における相対回転速度が最小となる前記回転の回転
中心軸上もしくはその近傍において、前記両部材間に磁
性流体を介在させ、回転中に前記回転側部材に発生する
静電気を随時前記固定側部材に導通させる機構を設けた
ことを特徴としている。
The present invention according to claim 1 comprises a fixed side member and a rotating side member, and when the rotating side member rotates, the fixed side member connects the rotating side member. In a bearing structure supported in a non-contact state, a magnetic fluid is interposed between the two members on or near the rotation center axis of the rotation where the relative rotation speed between the two members is minimized, and the rotation is performed during rotation. It is characterized in that a mechanism is provided for conducting static electricity generated in the side member to the fixed side member as needed.

【0013】請求項2及び請求項5に記載の本発明にか
かる軸受け構造は、前記固定側部材が非接触状態におい
て前記回転側部材を支承する手段が、動圧気体軸受であ
ることを特徴としている。
The bearing structure according to the second and fifth aspects of the present invention is characterized in that the means for supporting the rotating-side member when the fixed-side member is not in contact is a hydrodynamic gas bearing. I have.

【0014】請求項3に記載の本発明は、固定側部材と
回転側部材とからなり、前記回転側部材の回転時におい
ては、動圧気体軸受手段により前記固定側部材が前記回
転側部材を非接触状態で支承する軸受構造において、前
記動圧発生に必要な気体の吸引もしくは吐出の気流が無
いもしくは無視し得る領域において、前記両部材間に磁
性流体を介在させ、回転中に前記回転側部材に発生する
静電気を随時前記固定側部材に導通させる機構を設けた
ことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, the fixed member includes a fixed member and a rotating member. When the fixed member is rotated, the fixed member is connected to the fixed member by dynamic pressure gas bearing means. In a bearing structure that is supported in a non-contact state, a magnetic fluid is interposed between the two members in a region where there is no or negligible gas flow of suction or discharge of gas required for generating the dynamic pressure, and the rotation side during rotation is rotated. It is characterized in that a mechanism is provided for conducting static electricity generated in the member to the fixed side member as needed.

【0015】請求項4に記載の本発明は、固定側部材と
回転側部材とからなり、前記回転側部材の回転時におい
ては、前記固定側部材が前記回転側部材を非接触状態で
支承する軸受構造において、前記両部材の軸受部を構成
する要素の一部もしくは全部を導電性セラミックス製と
し、回転停止時に前記軸受部を構成する要素間が接触す
ることにより、回転中前記回転側部材に蓄積された静電
気を前記固定側部材に逃がす機構を設けたことを特徴と
している。
According to a fourth aspect of the present invention, a stationary member and a rotating member are provided. When the rotating member rotates, the stationary member supports the rotating member in a non-contact state. In the bearing structure, part or all of the elements constituting the bearing portion of the two members are made of conductive ceramics, and when the rotation stops, the elements constituting the bearing portion come into contact with each other. It is characterized in that a mechanism for releasing the accumulated static electricity to the fixed side member is provided.

【0016】そして、請求項6に記載の本発明にかかる
軸受構造は、前記通電性セラミックスの材料が、Al2
3−30vol%TiC、TiB2、Si34−30v
ol%TiNであることを特徴としている。
In the bearing structure according to the present invention, the material of the conductive ceramic is Al 2
0 3 -30vol% TiC, TiB 2 , Si 3 N 4 -30v
ol% TiN.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明にかかる第1の実施の形態
につき、図面を参照しながら説明する。図1は、この実
施の形態にかかる動圧気体軸受を示すもので、図におい
て、1はハウジング、2はそのハウジングに固定された
シャフトで、そのシャフト2の外周にはシャフト2を中
心に回転する3のロータハブが嵌装されている。そして
このシャフト2とロータハブ3との間には、気体軸受部
を構成する部材である4の固定側ラジアル軸受がシャフ
ト2側に、5の回転側ラジアル軸受がロータハブ3側に
固定され、両者は所定の間隙をおいて対向している。シ
ャフト2の外周には更に円盤状のスラスト軸受6がその
シャフト2の軸に垂直に取り付けられており、このスラ
スト軸受には7の点線で示すスラスト動圧発生溝が設け
られ、この溝7が前記回転側ラジアル軸受5の下端面に
対向している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hydrodynamic gas bearing according to this embodiment. In the drawing, reference numeral 1 denotes a housing, 2 denotes a shaft fixed to the housing, and an outer periphery of the shaft 2 rotates around the shaft 2. 3 rotor hubs are fitted. Between the shaft 2 and the rotor hub 3, a fixed radial bearing 4 which is a member constituting a gas bearing portion is fixed to the shaft 2 and a rotating radial bearing 5 is fixed to the rotor hub 3; They face each other with a predetermined gap. A disk-shaped thrust bearing 6 is further mounted on the outer periphery of the shaft 2 perpendicularly to the axis of the shaft 2, and this thrust bearing is provided with a thrust dynamic pressure generation groove indicated by a dotted line 7. It faces the lower end surface of the rotation side radial bearing 5.

【0018】前記シャフト2の図面上の上端面にはその
中央にヨーク11が取り付けられ、同じくロータハブ3
のそれに対向する位置にもヨーク12が取り付けられて
おり、両ヨーク11,12は所定の間隔をおいて対向
し、この両者の間に13の磁性流体が満たされている。
同じく前記シャフト2の上端面上で前記ヨーク11の外
周には環状の磁石14が固定され、前記磁性流体13を
その位置に拘束している。
A yoke 11 is mounted at the center of the upper end surface of the shaft 2 in the drawing.
A yoke 12 is also attached to a position opposing the yoke. The yokes 11 and 12 oppose each other at a predetermined interval, and a space between them is filled with 13 magnetic fluids.
Similarly, an annular magnet 14 is fixed to the outer periphery of the yoke 11 on the upper end surface of the shaft 2 and restrains the magnetic fluid 13 at that position.

【0019】前記ハウジング1には放射状に15のステ
ータが固定され、前記ロータハブ3の内周面に装着され
た16のロータ磁石に対向している。前記ロータハブ3
の周囲には図示しない複数の記録メディアが装着され
る。
Fifteen stators are radially fixed to the housing 1 and face 16 rotor magnets mounted on the inner peripheral surface of the rotor hub 3. The rotor hub 3
A plurality of recording media (not shown) are mounted around the recording medium.

【0020】以上のような構成にかかる動圧気体軸受の
動作は、ステータ15の外周に巻かれたコイルに通電す
ることにより、ステータ15とロータ磁石16との間で
吸引/反発力が生じ、この作用によってロータ磁石16
およびこれと一体となったロータハブ3がシャフト2を
中心に回転する。この回転に伴い、シャフト2とロータ
ハブ3の間に設けられたラジアル軸受4、5の間でラジ
アル動圧が発生、又スラスト軸受6と前記ラジアル軸受
5下端面との間にスラスト動圧が発生し、この結果ロー
タハブ3及び他の回転側部材は、シャフト2ほかの回転
側部材に対して非接触の状態で回転する。
The operation of the hydrodynamic gas bearing according to the above-described configuration is as follows. When a coil wound around the outer periphery of the stator 15 is energized, an attractive / repulsive force is generated between the stator 15 and the rotor magnet 16. This action allows the rotor magnet 16
The rotor hub 3 integrated therewith rotates around the shaft 2. Along with this rotation, a radial dynamic pressure is generated between the radial bearings 4 and 5 provided between the shaft 2 and the rotor hub 3, and a thrust dynamic pressure is generated between the thrust bearing 6 and the lower end surface of the radial bearing 5. As a result, the rotor hub 3 and the other rotating members rotate without contact with the shaft 2 and other rotating members.

【0021】ロータハブ3の回転状態において、前記磁
性流体13が設けられた場所はその回転の中心軸に位置
しているため、実質上シャフト2とロータハブ3との間
の相対運動はない。又、上述の通り、ロータハブ3の回
転は動圧気体軸受で支承されているものの、前記磁性流
体13の存在する場所においては、何ら気流の流れがな
い。以上のことから、このシャフト2とロータハブ3と
をまたがって介在する磁性流体13の接触状態は極めて
安定したものとなり、したがって、回転部材側に発生す
る静電気は、ロータハブ3の回転中であっても、この磁
性流体13を通して随時確実にシャフト2側に逃がすこ
とができるものとなる。
In the rotating state of the rotor hub 3, since the place where the magnetic fluid 13 is provided is located at the center axis of the rotation, there is substantially no relative movement between the shaft 2 and the rotor hub 3. Further, as described above, the rotation of the rotor hub 3 is supported by the hydrodynamic gas bearing, but there is no airflow at the place where the magnetic fluid 13 exists. From the above, the contact state of the magnetic fluid 13 interposed across the shaft 2 and the rotor hub 3 is extremely stable, and thus, the static electricity generated on the rotating member side is maintained even when the rotor hub 3 is rotating. Thus, the magnetic fluid 13 can be reliably released to the shaft 2 at any time.

【0022】なお、上記各部材の材質としては、例えば
シャフト2、ロータハブ3はステンレス鋼などの導電体
として静電気を逃がすことができるものとし、一方各軸
受け部は、軸受として必要な特性である耐摩耗性、剛性
の優れた例えばアルミナなどのセラミックスとすること
が好ましい。
The material of each of the above members is, for example, that the shaft 2 and the rotor hub 3 are capable of releasing static electricity as a conductor such as stainless steel. It is preferable to use ceramics such as alumina having excellent wear and rigidity.

【0023】次に、本発明にかかる第2の実施の形態に
つき、図面を参照して説明する。図2は、本実施の形態
にかかる気体軸受の断面を示したものである。図におい
て、先の実施の形態で示されたものと同一部品について
は同一符号を付してあり、その説明を省略する。図にお
いて、24は固定側ラジアル軸受、25は回転側ラジア
ル軸受、26はスラスト軸受である。これら24、2
5、26の軸受材料は、導電性セラミックスである点で
先の実施の形態と相違する。その他においては、磁性流
体が設けられていない点を除き、先の実施の形態と同様
である。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a cross section of the gas bearing according to the present embodiment. In the drawings, the same components as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, 24 is a fixed radial bearing, 25 is a rotating radial bearing, and 26 is a thrust bearing. These 24, 2
The bearing materials 5 and 26 are different from the previous embodiment in that they are conductive ceramics. In other respects, it is the same as the previous embodiment except that no magnetic fluid is provided.

【0024】本実施の形態では、軸受にとっては好まし
い耐摩耗性、剛性に優れたセラミックスを動圧軸受部に
使用しながら、回転停止時においては、軸受部が接触す
ることにより、回転側部材に蓄積された静電気を、この
接触する軸受部材間を通して放電することを特徴とした
ものである。このため前記軸受部24、25、26には
導電性セラミックスを使用するものとし、更に具体的に
は、そのセラミックス軸受部は、導電性かつ高耐摩耗性
を有するAl23−30vol%TiC、TiB2、S
34−30vol%TiN等のセラミックスで形成す
るものとしている。
In the present embodiment, while the ceramics having excellent wear resistance and rigidity, which are preferable for the bearing, are used for the dynamic pressure bearing portion, when the rotation is stopped, the bearing portion comes into contact with the rotating side member, so that the rotating side member is contacted. The stored static electricity is discharged through the contacting bearing members. For this reason, conductive ceramics are used for the bearings 24, 25, and 26. More specifically, the ceramic bearings are made of Al 2 O 3 -30 vol% TiC having conductivity and high wear resistance. , TiB 2 , S
It is formed of ceramics such as i 3 N 4 -30 vol% TiN.

【0025】なお、本実施の形態では、停止時において
蓄積した静電気を逃がす手段を設けたため、先の実施の
形態にあった回転時の磁性流体を利用した静電気の逃が
し機構を取り付けてはいないが、同様な機構を設けるこ
とも勿論可能である。又、通常ステンレス鋼で作られる
シャフト2に前記材質のセラミックス製軸受24を固定
するものとしているが、代替案として、シャフト2を含
めて前記導電性セラミックスとしてもよい。この際に
も、磁性流体機構を設けることにより、回転中において
もこの導電性セラミックスを介して常時静電気を逃がす
ことができる。
In this embodiment, a means for releasing the accumulated static electricity at the time of stoppage is provided. Therefore, the static electricity releasing mechanism using the magnetic fluid at the time of rotation, which is provided in the previous embodiment, is not attached. Of course, it is also possible to provide a similar mechanism. In addition, the ceramic bearing 24 made of the above-mentioned material is fixed to the shaft 2 which is usually made of stainless steel. However, as an alternative, the conductive ceramic including the shaft 2 may be used. Also in this case, by providing the magnetic fluid mechanism, static electricity can always be released through the conductive ceramics even during rotation.

【0026】又、本実施の形態においては、軸受部を構
成する部材24、25、26全てを導電性セラミックス
材料に置き替えるものとしているが、回転停止時に回転
側部材と固定側部材との接触が確実に得られる部材のみ
が導電性であればよく、例えば、回転側ラジアル軸受2
5と、スラスト軸受26とが停止時に確実に接触が得ら
れる構造となっておれば、この両者を導電性とし、固定
側ラジアル軸受24は必ずしも導電性材料である必要は
ない。
In this embodiment, all the members 24, 25 and 26 constituting the bearing portion are replaced with a conductive ceramic material. However, when the rotation is stopped, the contact between the rotating member and the fixed member is stopped. It is only necessary that only the member that can reliably obtain the electric conductivity be electrically conductive.
As long as the structure 5 and the thrust bearing 26 can be reliably contacted at the time of a stop, both are made conductive, and the fixed-side radial bearing 24 does not necessarily need to be made of a conductive material.

【0027】次に、本発明の第3の実施の形態にかかる
動圧軸受について、図面を参照して説明する。図3は、
本実施の形態にかかる軸受構造の断面を示したもので、
これまでの実施の形態で示したものと同一の部品には同
一の符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態で
は、シャフトが回転し、それを固定側のスリーブで支承
する点でこれまでの実施の形態と相違する。
Next, a dynamic bearing according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 3 shows a cross section of the bearing structure according to the present embodiment,
The same components as those described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The present embodiment differs from the previous embodiments in that the shaft rotates and is supported by the fixed sleeve.

【0028】図において、21は円筒状のスリーブ31
を有するハウジングで、そのスリーブ31の中にシャフ
ト32が嵌入される。そのシャフト32には、33のロ
ータハブが取り付けられ、これらが回転側部材を構成す
る。前記スリーブ31の内周面には34の固定側ラジア
ル軸受が取り付けられ、所定の間隙を設けて前記シャフ
ト32を支承する。このシャフト32は導電性であり、
好ましくは導電性セラミックスで作られている。あるい
は、シャフト32の周囲にセラミックス・スリーブを外
挿して、固定側ラジアル軸受34に対向させてもよい。
又前記ロータハブ33の上端面下側には36のスラスト
軸受が取り付けられ、このスラスト軸受36の下面には
点線で示すスラスト動圧発生溝7が設けられていて、前
記固定側ラジアル軸受34に対向している。前記シャフ
ト32の図面上の下端面と、それに対向するハウジング
21の上面との間には、先の実施の形態1と同様な磁性
流体13が介在する機構が設けられている。
In the figure, 21 is a cylindrical sleeve 31
The shaft 32 is fitted into the sleeve 31 of the housing. 33 rotor hubs are attached to the shaft 32, and these constitute a rotation side member. On the inner peripheral surface of the sleeve 31, 34 fixed-side radial bearings are attached, and a predetermined gap is provided to support the shaft 32. This shaft 32 is conductive,
It is preferably made of conductive ceramics. Alternatively, a ceramic sleeve may be extrapolated around the shaft 32 to face the fixed-side radial bearing 34.
A thrust bearing 36 is mounted below the upper end surface of the rotor hub 33, and a thrust dynamic pressure generating groove 7 indicated by a dotted line is provided on a lower surface of the thrust bearing 36 so as to face the fixed-side radial bearing 34. are doing. Between the lower end surface of the shaft 32 in the drawing and the upper surface of the housing 21 opposed thereto, there is provided a mechanism in which the magnetic fluid 13 similar to that of the first embodiment is interposed.

【0029】このように構成されたスピンドルモータの
動作は、ステータ15とロータ磁石16との間に発生す
る回転駆動力によりロータハブ33及びシャフト32が
回転し、シャフト32とラジアル軸受34との間でラジ
アル動圧が、固定側ラジアル軸受34とスラスト軸受3
6との間でスラスト動圧が発生する結果、回転側部材は
固定側部材に対して非接触で回転する。この間に回転部
材側に発生する静電気は、この両者の間に介在する前記
磁性液体13を通して、固定部材側に随時逃がされるも
のとなる。
The operation of the spindle motor configured as described above is such that the rotor hub 33 and the shaft 32 rotate by the rotational driving force generated between the stator 15 and the rotor magnet 16, and between the shaft 32 and the radial bearing 34. The radial dynamic pressure is increased between the fixed radial bearing 34 and the thrust bearing 3.
As a result, thrust dynamic pressure is generated between the rotating member 6 and the rotating member in a non-contact manner with respect to the stationary member. During this time, static electricity generated on the rotating member side is released to the fixed member side as needed through the magnetic liquid 13 interposed between the two.

【0030】なお、図面表示はしないが、前記磁性流体
を利用した導通機構を、回転の中心軸であるシャフト3
2の下端面中央に設けるのではなく、図のシャフト32
下端部近傍でその円筒状外周面に設けるものとしてもよ
い。すなわち、前記スリーブ31にドーナツ状部材を取
り付け、そのドーナツ状部材の中空部に前記シャフト3
2を嵌入させてその両者の間にギャップを設け、そのギ
ャップ中に磁性流体を充填して静電気導通機構としても
よい。この場合には、シャフト32の回転周速が磁性流
体に作用するため、上述したような磁性流体13の粘性
に起因する抵抗、発熱の問題は残るが、図3に示すよう
な構成であれば、従来技術で例示説明した気体動圧発生
のための空気通過はないので、一定の条件の下において
は静電気を逃がす機能を十分発揮することが可能であ
る。
Although not shown in the drawings, the conduction mechanism using the magnetic fluid is connected to a shaft 3 which is the central axis of rotation.
2 is not provided in the center of the lower end face,
It may be provided on the cylindrical outer peripheral surface near the lower end. That is, a donut-shaped member is attached to the sleeve 31, and the shaft 3 is inserted into a hollow portion of the donut-shaped member.
2, a gap may be provided between the two, and the gap may be filled with a magnetic fluid to form an electrostatic conduction mechanism. In this case, since the rotational peripheral speed of the shaft 32 acts on the magnetic fluid, the problem of resistance and heat generation due to the viscosity of the magnetic fluid 13 as described above remains, but if the configuration shown in FIG. Since there is no air passage for generating the gas dynamic pressure as described in the description of the prior art, it is possible to sufficiently exert the function of releasing static electricity under certain conditions.

【0031】以上、本発明にかかる軸受構造につき、各
実施の形態を示して説明したが、以上の説明は全て動圧
気体軸受に関するものであった。しかし、本発明はこれ
に限定されるものでなく、非接触で回転する他の軸受構
造、例えば磁気軸受構造、静圧気体軸受構造などにおい
ても適用することが可能である。すなわち、これら他の
軸受構造であっても、空気の流れのない、実質上相対回
転のない位置(回転の中心領域)において磁性流体を使
用して静電気を逃がし、そして/又は、導電性セラミッ
クス製の軸受を用いて回転停止時に静電気を逃がすこと
が可能であり、これらの構成とすることも本発明の範囲
に包含されている。
As described above, the bearing structure according to the present invention has been described with reference to the respective embodiments. However, all of the above description relates to the hydrodynamic gas bearing. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other bearing structures that rotate in a non-contact manner, such as a magnetic bearing structure and a hydrostatic gas bearing structure. That is, even in these other bearing structures, static electricity is released by using a magnetic fluid at a position where there is no air flow and there is substantially no relative rotation (center region of rotation), and / or a conductive ceramic material is used. It is possible to discharge static electricity when the rotation is stopped by using the above bearing, and these configurations are also included in the scope of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明にかかる軸受構造では、導電性を
持った磁性流体を軸受部を構成する回転側部材と固定側
部材との間に介在させることにより、回転側部材が回転
中においても、その回転部材側に発生する静電気を固定
部材側に随時逃がすことが可能となる。
In the bearing structure according to the present invention, the magnetic fluid having conductivity is interposed between the rotating side member and the fixed side member constituting the bearing portion, so that the rotating side member can rotate even during rotation. The static electricity generated on the rotating member side can be released to the fixed member side as needed.

【0033】又、前記磁性流体は、軸受内部を通過する
空気の流れがほとんど無視できる個所に配置したことに
より、回転側部材と固定側部材との間に介在する磁性流
体が、空気の流れにより吹き飛ばされたり、飛散したり
することを防ぐことができる。
The magnetic fluid is disposed at a position where the flow of air passing through the inside of the bearing is almost negligible, so that the magnetic fluid interposed between the rotating member and the fixed member is reduced by the air flow. It can be prevented from being blown or scattered.

【0034】又、前記磁性流体を、軸受を構成する部材
間の相対的な周速の影響をほとんど無視できる回転部材
の回転中心軸上もしくはその近傍に配置したことによ
り、特に高速回転域における前記磁性流体の粘性抵抗の
増大、及びこれに伴う発熱を抑制することができる。
Further, by arranging the magnetic fluid on or near the rotation center axis of the rotating member where the influence of the relative peripheral speed between the members constituting the bearing can be almost neglected, especially in the high speed rotation region. The increase in the viscous resistance of the magnetic fluid and the accompanying heat generation can be suppressed.

【0035】そして、別の実施の形態によれば、導電性
を有するセラミックスで気体軸受を形成したことによ
り、軸受にとって好ましい特性であるセラミックスの持
つ高剛性、良好な耐摩耗性を利用できると同時に、回転
停止時に回転側部材に蓄積された静電気を、接触する固
定側部材に逃がすことができる。
According to another embodiment, the gas bearing is formed from ceramics having conductivity, so that the high rigidity and good wear resistance of ceramics, which are favorable characteristics for the bearing, can be utilized. In addition, static electricity accumulated in the rotating member when the rotation is stopped can be released to the fixed member in contact with the rotating member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態にかかる軸受構造の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a bearing structure according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の他の実施の形態にかかる軸受構造の
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a bearing structure according to another embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の他の実施の形態にかかる軸受構造の
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a bearing structure according to another embodiment of the present invention.

【図4】 従来技術による軸受構造の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional bearing structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 シャフト 3 ロータハブ 4 固定側ラジアル軸受 5 回転側ラジアル軸受 6 スラスト軸受 13 磁性流体 14 磁石 24 固定側ラジアル軸受 25 回転側ラジアル軸受 26 スラスト軸受 31 スリーブ 32 シャフト 33 ロータハブ 34 固定側ラジアル軸受 36 スラスト軸受 Reference Signs List 2 shaft 3 rotor hub 4 fixed-side radial bearing 5 rotating-side radial bearing 6 thrust bearing 13 magnetic fluid 14 magnet 24 fixed-side radial bearing 25 rotating-side radial bearing 26 thrust bearing 31 sleeve 32 shaft 33 rotor hub 34 fixed-side radial bearing 36 thrust bearing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村部 馨 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 3J011 AA04 AA20 BA02 BA08 CA02 JA03 KA04 MA21 RA04 SD01 SD03 SD04 SD10 5H607 BB01 BB14 BB17 BB25 DD03 EE10 GG01 GG02 GG12 GG14 KK01 5H621 JK01 JK19 PP05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kaoru Murabe 1-1-1 Kunyokita, Itami City, Hyogo Prefecture F-term in Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works 3J011 AA04 AA20 BA02 BA08 CA02 JA03 KA04 MA21 RA04 SD01 SD03 SD04 SD10 5H607 BB01 BB14 BB17 BB25 DD03 EE10 GG01 GG02 GG12 GG14 KK01 5H621 JK01 JK19 PP05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定側部材と回転側部材とからなり、前
記回転側部材の回転時においては、前記固定側部材が前
記回転側部材を非接触状態で支承する軸受構造におい
て、 前記両部材間における相対回転速度が最小となる前記回
転の回転中心軸上もしくはその近傍において、前記両部
材間に磁性流体を介在させ、回転中に前記回転側部材に
発生する静電気を随時前記固定側部材に導通させる機構
を設けたことを特徴とする軸受構造。
1. A bearing structure comprising a stationary member and a rotating member, wherein the stationary member supports the rotating member in a non-contact state when the rotating member rotates. A magnetic fluid is interposed between the two members on or near the rotation center axis of the rotation at which the relative rotation speed becomes minimum, and static electricity generated on the rotation side member during rotation is conducted to the fixed side member as needed. A bearing structure provided with a mechanism for causing the bearing to rotate.
【請求項2】 前記固定側部材が非接触状態で前記回転
側部材を支承する手段が、動圧気体軸受であることを特
徴とする、請求項1に記載の軸受構造。
2. The bearing structure according to claim 1, wherein the means for supporting the rotating side member in a state where the fixed side member is not in contact with the rotating side member is a dynamic pressure gas bearing.
【請求項3】 固定側部材と回転側部材とからなり、前
記回転側部材の回転時においては、動圧気体軸受手段に
より前記固定側部材が前記回転側部材を非接触状態で支
承する軸受構造において、 前記動圧発生に必要な気体の吸引もしくは吐出による気
流が無いもしくは無視し得る領域において、前記両部材
間に磁性流体を介在させ、回転中に前記回転側部材に発
生する静電気を随時前記固定側部材に導通させる機構を
設けたことを特徴とする軸受構造。
3. A bearing structure comprising a fixed side member and a rotating side member, wherein the fixed side member supports the rotating side member in a non-contact state by dynamic pressure gas bearing means when the rotating side member is rotating. In the region where there is no or negligible airflow due to the suction or discharge of the gas necessary for the generation of the dynamic pressure, a magnetic fluid is interposed between the two members, and the static electricity generated on the rotation side member during rotation is optionally A bearing structure comprising a mechanism for conducting to a fixed-side member.
【請求項4】 固定側部材と回転側部材とからなり、前
記回転側部材の回転時においては、前記固定側部材が前
記回転側部材を非接触状態で支承する軸受構造におい
て、 前記両部材の軸受部を構成する要素の一部もしくは全部
を導電性セラミックス製とし、回転停止時に前記軸受部
を構成する要素間が接触することにより、回転中前記回
転側部材に蓄積された静電気を前記固定側部材に逃がす
機構を設けたことを特徴とする軸受構造。
4. A bearing structure comprising a stationary member and a rotating member, wherein the stationary member supports the rotating member in a non-contact state when the rotating member rotates. Some or all of the components constituting the bearing portion are made of conductive ceramics, and when the rotation stops, the components constituting the bearing portion come into contact with each other, so that the static electricity accumulated in the rotating member during rotation is reduced to the fixed side. A bearing structure, wherein a mechanism for releasing the member is provided.
【請求項5】 前記固定側部材が非接触状態で前記回転
側部材を支承する手段が、動圧気体軸受であることを特
徴とする、請求項4に記載の軸受構造。
5. The bearing structure according to claim 4, wherein the means for supporting the rotation-side member while the fixed-side member is in a non-contact state is a dynamic pressure gas bearing.
【請求項6】 前記導電性セラミックスの材料が、Al
23−30vol%TiC、TiB2、Si34−30
vol%TiNであることを特徴とする、請求項4もし
くは5に記載の軸受構造。
6. The conductive ceramic material is Al.
2 0 3 -30vol% TiC, TiB 2, Si 3 N 4 -30
The bearing structure according to claim 4, wherein the bearing structure is vol% TiN.
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